Els principals colls d'ampolla tecnològics als quals s'enfronta la indústria dels elèctrodes de grafit són els següents:
Puresa i estabilitat del rendiment: La fabricació de semiconductors exigeix nivells de puresa extremadament alts per al grafit d'alta puresa (normalment superiors al 99,999%). No obstant això, les empreses nacionals encara s'enfronten a reptes per controlar estrictament les impureses i garantir l'estabilitat dels lots durant la producció a gran escala, cosa que porta a la dependència de les importacions per a alguns productes d'alta gamma. Per exemple, la fabricació de xips de procés de 3 nm requereix grafit d'ultraalta puresa amb un contingut de cendres de ≤5 ppm com a material de camp tèrmic. Si la puresa no compleix l'estàndard, els ions d'impuresa poden provocar que la taxa de fuites de l'oblea augmenti més del 300%.
Precisió i cost del mecanitzat: el grafit utilitzat en semiconductors ha de posseir característiques de mecanitzat d'alta precisió (com ara escalfadors i gresols en la fabricació d'oblies). Tanmateix, les empreses nacionals es queden enrere respecte a líders internacionals com l'alemanya SGL i la japonesa Toyo Tanso en tecnologies de modelat i tractament de superfícies d'alta precisió, la qual cosa resulta en costos de mecanitzat més elevats.
Pressió ambiental: El cost del tractament de les aigües residuals àcides generades durant la purificació del grafit ha augmentat considerablement, cosa que ha pressionat algunes petites i mitjanes empreses per limitar la producció a causa d'una inversió insuficient en equips de protecció ambiental. Els costos de tractament d'aigües residuals representen més del 20% dels costos de producció, cosa que redueix encara més els marges de benefici.
Dependència d'equips d'alta gamma importats: Els equips clau, com ara els forns d'ultraalta temperatura, depenen de les importacions, cosa que limita l'autonomia de les empreses nacionals en la investigació i el desenvolupament tecnològic i l'ampliació de la capacitat, i manté els costos de producció elevats.
Qualitat i estabilitat de les matèries primeres: Hi ha una bretxa en la qualitat i l'estabilitat de les matèries primeres nacionals utilitzades per produir elèctrodes de grafit d'ultra alta potència en comparació amb els seus homòlegs estrangers. Les matèries primeres estrangeres ofereixen fonts estables i una qualitat fiable, mentre que les matèries primeres nacionals tenen dificultats per satisfer les demandes dels productes d'alta gamma.
Reptes del control de processos:
- Punts de mesura de temperatura incorrectes: Això afecta el control de temperatura durant la producció, repercutint així en la qualitat del producte.
- Problemes amb el material de farciment: L'ús de materials humits com a farciments o la mida de les partícules de farciment massa fina o gruixuda afecta la densitat i la resistència dels productes.
- Problemes amb l'aglutinant: Molts fabricants no tenen prou coneixements sobre els aglutinants, centrant-se només en el punt de reblaniment sense comprovar altres indicadors. A més, durant la producció, l'aglutinant només es fon sense un procés d'assentament, cosa que provoca un gran nombre de productes defectuosos durant el modelat i la cocció.
- Problemes de barreja: Les variacions significatives en els materials de les partícules dificulten garantir l'estabilitat de la pasta. Les quantitats excessives de barreja, la pols massa fina, l'ús inadequat de la pols de recollida de pols i les formulacions de mida de partícula desproporcionada afecten la uniformitat i el rendiment dels productes.
- Problemes de barreja: Problemes com la barreja amb materials humits, sistemes de canonades d'oli amb conducció de calor i temperatures de barreja desproporcionades, temps de barreja en sec excessivament llargs, espaiament inadequat entre la pala d'agitació i el fons del recipient, mides de fragments crus massa grans i addició excessiva d'aglutinants afecten la uniformitat i la qualitat dels materials barrejats.
- Problemes de modelat per extrusió: l'ús de premses petites per extrudir productes de grans dimensions, l'absència d'extracció al buit, la manca de cisallament sincronitzat i la manca de substitució oportuna dels revestiments desgastats provoquen desviacions dimensionals i defectes interns en els productes.
- Problemes d'impregnació: una neteja inadequada dels productes al forn, temperatures de preescalfament irregulars i una mala extracció al buit afecten la densitat i el rendiment dels productes.
- Problemes de grafitització: Problemes com la càrrega excessiva del forn, els paràmetres del transformador que no coincideixen amb la mida del forn i les pressions de preajustament irracionals durant la grafitització interna de la cadena afecten el grau de grafitització i el rendiment dels productes.
- Problemes de mecanitzat de productes acabats: Problemes com la poca rigidesa dels torns i els desajustos entre els cossos dels elèctrodes de grafit i els connectors resulten en una precisió de mecanitzat insuficient, cosa que fa que els productes siguin propensos a trencar-se durant l'ús.
Data de publicació: 19 d'agost de 2025